Machine d’assemblage et de contrôle automatisée
Pour l’un de nos clients dans le secteur automobile, nous avons développé une machine d’assemblage et de contrôle automatisée.
Cette machine permet l’approvisionnement et l’assemblage automatique, le contrôle process, le contrôle produit, le gravage et le conditionnement de modules électroniques.
Un poste opérateur permet une interaction en toute sécurité avec l’opérateur.
Notre client a plusieurs enjeux : nombre de références à produire, temps de cycle, contrôle process, contrôle produit, traçabilité, autonomie, coût d’industrialisation. Nous avons donc développé une machine d’assemblage articulée autour d’un plateau tournant 8 positions.
Position 1 et 2 / chargement boitier :
- Approvisionnement boitiers par un opérateur avec temps de cycle de 5s /produit
- Contrôle du bon positionnement produit par un laser Keyence IL100
- Posage dédié au produit étudier pour faciliter la mise en place par l’opérateur et l’aider à assurer la cadence.
- Eclairage au poste avec code couleur pour informer l’opérateur du statut. En effet, un barreau de LED RGB en partie supérieur assure à la fois l’éclairage au poste mais aussi la fonction « verrine » pour aider à la conduite de la machine.
- Le poste de chargement manuel est sécurisé par une barrière immatérielle Keyence GL permettant à l’opérateur d’avoir une large ouverture sur sa position de travail et favoriser l’ergonomie au poste tout en garantissant sa sécurité.
Position 3 / assemblage PCB :
- Approvisionnement automatique des PCB par un Quasys JTF2 plus assurant la distribution de plateaux JEDEC. L’intégration de ce système offre une autonomie et la possibilité d’approvisionnement sans interruption de la production. Le conducteur charge et décharge les plateaux en toute sécurité depuis l’extérieur de la machine.
- Contrôle de remplissage par un capteur de vision Keyence IV3 pour ne pas perdre de temps de cycle tout en prenant en charge les plateaux incomplets.
- Pick & Place des PCB par un robot poly articulé Staubli TX2-60 permettant d’assurer la cadence, associé à une pince parallèle électrique Schunk EGK25 capable d’absorber la diversité de références avec le même matériel et de contrôler la prise des produits par asservissement.
- Contrôles produits et process par deux systèmes de vision Keyence VS-L 160MX.
Position 4 / fermeture produit :
- Fermeture et clipsage des boitiers plastiques par des outils dédiés au produits développés spécifiquement pour notre client.
- Contrôle de la fermeture des produits par 2 systèmes de vision Keyence VS-L 160MX vérifiant la conformité du produit dans plusieurs zones critiques en utilisant des outils d’IA.
Position 5 / poste libre :
- Notre client ayant identifié un besoin potentiel d’ajouter un contrôle supplémentaire, nous avons intégré une position libre. Il souhaite à l’avenir pouvoir faire un contrôle optique (coordonnées chromatiques et flux) tel que nous le faisons déjà sur nos testeurs. Pour cela il faut alimenter et piloter le produit à l’aide d’un connecteur et mesurer les valeurs avec un spectromètre.
- Cette position dispose d’un changeur d’outils Schunk SW précablé permettant de facilement ajouter un outil de connexion en position supérieur. En partie basse, une platine de fixation et indexage facilite l’ajout de matériel pour le contrôle optique.
- Cette position libre permet d’assurer l’évolutivité du moyen et d’utiliser un plateau tournant standard.
Position 6 / Test :
- Contrôle de la conformité des produits avec un système de vision Keyence VS-L 500MX couplé à un éclairage coaxial pour la partie vision et un connecteur cloche couplé à une passerelle LIN NI USB-8506 et notre séquenceur EasyTest pour la communication produit.
Position 7 / Gravage :
- Afin d’assurer la traçabilité du produit, nous gravons les produits à l’aide d’un graveur laser Keyence MD-X2000-H.
- L’utilisation de ce type de source laser nécessite de sécuriser le poste de gravage pour empêcher tout risque de projection laser sur les personnes. Nous avons donc mis en œuvre une cloche escamotable qui vient coiffer le produit directement sur le plateau tournant à chaque cycle. La détection de cette sécurité est assurée par un interrupteur de sécurité Sick STR1.
- L’utilisation de ce type de marquage génère des particules. Nous avons donc mis en œuvre un système d’aspiration des fumées au niveau de la cloche relié à un aspirateur de particule TBH – BF 200 R. Ce système évite de polluer les produits et limite les risques de mauvais marquage.
- Le graveur laser Keyence MD-X2000-H utilise la technologie de suivi en Z permettant d’adapter la distance tire du laser en fonction de l’épaisseur des produits à graver. Ainsi, nous pouvons absorber la diversité des produits de notre client sans avoir de réglage mécanique. Le changement de référence se limite à un paramétrage automatique du graveur assurant un gain de temps aux changements de production et une simplicité de d’utilisation.
Position 8 / Evacuation :
- Evacuation automatique des produits en fin de process par un manipulateur 3 axes Festo muni d’une pince de préhension compatible avec tous les produits de notre client.
- Le Pick & Place hybride (électrique et pneumatique) a été conçu pour permettre la préhension de l’ensemble des produits de notre client avec un simple paramétrage dans l’automate. Il permet également de déposer les produits à plusieurs zones des contenants pour facilité le remplissage.
- Les produits finis sont soit évacués vers une boite rebut pour les non-conformes soit vers les contenants du client. Des gravitaires assurent l’approvisionnement et le stockage des différents contenants. La gestion a été complétement automatisée pour s’adapter aux types de contenant (matière, taille), et la gestion des compteurs produits et process. L’automatisation de ces gravitaires est gérée dans la recette pour éviter les erreurs de contenant et garantir la qualité client. Le conducteur charge et décharge les gravitaires en toute sécurité depuis l’extérieur de la machine sans interruption de la production. L’approvisionnement a été désynchronisé du remplissage pour garantir une continuité de production avec une autonomie d’environ 8h.
L’ensemble de ces éléments sont mis en œuvre par un automate Siemens et une IHM sur panel PC avec un Run Time. Cet équipement est un hybride dans le sens où nous avons intégré un PC avec notre séquenceur EasyTest pour la communication produit. Celui-ci est esclave de l’automate ce qui permet d’avoir la robustesse de l’automate tout en bénéficiant de la puissance d’EasyTest pour la communication LIN et la gestion des ressources de test.